基于超星网络教学平台的混合式教学设计与实践<br/>——以工程管理专业隧道工程B 课程为例

基于超星网络教学平台的混合式教学设计与实践
——以工程管理专业隧道工程B 课程为例

2024-02-26孙明磊贾晓云樊浩博

创新创业理论研究与实践 2024年1期

孙明磊，贾晓云，樊浩博

（石家庄铁道大学土木工程学院, 河北石家庄 050043）

在移动互联技术快速发展的时代，大学生已经习惯了通过互联网获取信息和知识，单一的传统线下教学模式已不能完全满足学生的学习需求，也不利于学生自主学习能力的培养。高校的教学逐渐从传统模式向多元化发展，很多高校已建成了包括中国大学MOOC 平台、雨课堂、超星网络教学平台等在内的线上教学平台，可为线上教学提供技术支撑[1]。线上教学既可以提供极为丰富的教学资源，又能使学生的学习活动不受外部时空限制，更能充分发挥学生学习的自主性[2]。但单一的线上教学模式也存在诸多问题，如师生无法面对面交流、缺少直观的互动、教学过程缺乏有效监督等。

将传统课堂教学与线上教学相结合，取长补短，既有利于发挥教师在教学活动中的组织、监督、指导和评价作用，也能使学生在学习活动中的主体地位得到体现，充分发挥能动性，因此，混合式教学成为教育发展的首选。

冯晓英等[3]构建了混合式教学的概念和分析框架，提出未来混合式教学的研究和实践需关注的重点。王余丁[4]构建了个性化学习视角下的混合式教学模式框架。胡志超等[5]提出了工科混合式课程教学设计的“五化”原则，并从教学内容、教学方法和教学评价体系方面介绍了实施方法。朱晓美[6]、章爱华等[7]、邹磊等[8]、边媛媛等[9]、苏玉华等[10]、李泽深等[11]、黄青华等[12]、栗滢超等[13]、王世航[14]分别针对各自的课程特点，基于超星网络教学平台进行了混合式教学模式探索与实践。徐丽娜等[15]在分析隧道工程课程教学存在的诸多问题和混合式教学基本理论后，建立了混合式教学的框架体系。

石家庄铁道大学隧道工程课程是城市地下空间工程、土木工程等专业的主干专业课，授课学生达1 000 人/年。目前，该课程已建设成为国家级精品课、河北省在线开放课程、国家级精品资源共享课。该课程教学由于具有实践性强、理论性强、内容繁杂、专业基础要求高等特点，以讲授为主的课堂教学方式已不能满足学生能力培养需求，探索混合式教学势在必行。

1 隧道工程课程教学存在的问题

（1）教学内容多。课程教材选用课程教学团队负责人朱永全教授主编、中国铁道出版社出版的《隧道工程（第四版）》（“十一五”国家级规划教材），教材既包含隧道经典理论、方法，也吸纳隧道现代新技术和新工艺，在注重引导学生掌握基本理论的同时培养学生解决实际工程问题的能力。教材共12 章，包含隧道工程地质环境、设计与施工、运维、防灾救援等，内容丰富信息量大，知识结构完善。

工程管理专业的隧道工程B（必修，32 学时），是专业基础课程体系的一个重要分支，课程内容主要包括围岩分级、隧道线路及断面设计、隧道结构构造、支护结构设计计算方法、施工方法与技术。通过该课程的学习，学生应具备对隧道工程进行理论分析与施工方案选择的基本能力；使学生在了解隧道工程发展现状与前景的同时，结合时代背景，激发对隧道工程的学习欲望，培养对工程认真负责的素养和严谨的工作态度，激发使命感和责任心；使学生掌握隧道成本组成、建造造价的基本依据，具备成本管控能力。参与课程的学生数为150～200 人/年。

（2）学生课堂学习中参与度不高。课堂教学时间紧、任务重，教师与学生缺乏交流与互动。

（3）学生专业基础薄弱。虽然该专业学生具备学习课程必要的力学基础，但因为选课原因，仍然缺少工程地质、隧道力学、有限元、土力学等知识，虽然学生学习热情很高，但对理论性较强内容的理解和掌握较困难。

（4）学生对隧道缺乏必要的认识，缺少感知、认识隧道的资源、途径，导致学习效果很难达到预期。

（5）工程管理专业学生课程科目繁多、时间严重碎片化，传统的课程教学缺乏激励和检验措施，导致学生缺乏自主学习的动力。

为解决以上问题，将超星网络教学平台引入隧道工程B 课程教学中，与传统教学模式有机结合，学生在课外可以充分利用碎片化的时间通过超星网络教学平台中的资源进行课程预习和复习，课上可根据教师教授内容、课堂测试、提问、讨论等自主进行查漏补缺，既充分发挥了学习的积极性和主动性，也减轻了教师课堂授课的压力，充分提高了课堂教学效果。

2 混合式教学模式应用于隧道工程B课程的探索

2.1 线上教学环节

2.1.1 课前准备

教师通过超星平台建立课程空间，编辑教学目录并将录制的全程教学录像上传至平台，同时将课程资料、题库、作业库、试卷库、专题讲座、工程录像、典型工程案例等上传至“资料”模块，见图1。

图1 “资料”模块

2.1.2 课前预习环节

任课教师通过“管理”模块将教学班学生添加到课程后，学生即可通过学习通手机App、电脑端进行自主学习，平台可自动分章节汇总统计学生学习情况，见图2。

图2 课程目录及学习统计情况

2.1.3 课堂教学环节

课堂教学环节可在“活动”模块中随机组织签到、抢答、随堂练习等教学活动，见图3。

图3 “活动”模块

（1）签到。任课教师课上借助超星网络教学平台的签到功能随机发起签到活动，可灵活采用位置、手势、二维码及签到码等签到，一般要求学生在规定的时限内（一般2～3 min）使用学习通位置签到，同时要求参与人拍照。3 次缺勤取消考试资格，3 次迟到等同于1 次缺勤，最终签到平均成绩由超星网络教学平台计算生成。

（2）随堂练习及抢答。教师针对每节课的重点、难点，课前设置好随堂练习题目和答案，题型包括单选、多选、填空、判断或简答等，可自主出题也可从题库中选题，每题设置课程积分，学生答对即可获得相应课程积分，课程积分作为线上考核的主要依据。课堂讲授完成后，教师发起随堂练习活动，要求学生在规定的时间内作答并提交，迟交或不交均以零分计，提交后可允许查看统计结果及正确答案，平台实时完成数据分析，教师根据答题汇总情况分析学生对相关知识点的掌握程度，同时进行点评和详细讲解。也可利用“抢答”功能检查学生对某些知识点的掌握，对参与抢答的学生按名次进行积分奖励。

（3）主题讨论。充分利用平台的“讨论组”功能，针对工程案例或某个专题提出具体问题，由学生分组进行讨论并提出解决方案，培养学生灵活运用理论知识就实际工程问题进行分析、解决的能力，对积极发言、思路清晰、方案合理的学生进行适当的积分奖励。

2.2 线下教学环节

（1）多媒体教学模式。针对工程管理专业缺乏工程实践知识的问题，教师在教学中注重加强学生的感性认识，平时注重教学素材的收集，如结合科研课题收集一线施工照片、视频、成果报告等，将其不断充实到课件中。课件采用动静结合形式的多媒体课件，例如将隧道通风方式、隧道施工方法等均制作成了Flash 动画，同时采用少文本、多图片、穿插教学小视频及音频等多种方式，尽量将原来相对枯燥的知识授课变得生动、丰满、形象，避免授课过于呆板，使学生在轻松愉快的环境中理解和掌握知识点，也有利于激发学生的学习热情并提高教学效率。

（2）传统教学模式。对于理论性较强的内容，传统教学模式仍具有明显优势，授课时“以学生为中心”，采用“多媒体课件+板书”方式边推导边提问，使学生能紧跟教师思路，真正参与教学活动。例如在讲授围岩松动压力的理论解时，教师结合学生理解程度，采用提问式、启发式教学方法，在黑板上推导出围岩压力的普氏理论、泰沙基理论计算公式，然后利用例题实例促使学生及时巩固刚学习的知识点。

（3）现场再现的教学模式。充分利用学校实验室的教学资源，利用课下时间，教师组织学生参观教学隧道、盾构实训场地、TBM 掘进机模型等，使学生在校内即可近距离接触到隧道工程。如位于隧道与地下工程实验地下一层的教学隧道，通过还原隧道施工现场布置的方式，将现场搬入校园，向学生展示隧道开挖方法（台阶法）、复合式衬砌结构、监控量测等部分内容。教学隧道见图4。由图4 可见，教学隧道结构部分包含了超前支护（以超前小导管为例）、钢拱架（型钢钢架与格栅钢架）、喷射混凝土、钢筋网、防水板（包括缓冲垫层）、止水带、二次衬砌混凝土及钢筋等。监控量测部分则做了测点布置及量测元件的展示，包括拱顶下沉、水平收敛、围岩压力、混凝土应力、钢筋应力等内容。通过展示，使学生能将理论知识与实践建立直观的联系，也大大激发了学生的学习热情。

图4 教学隧道

2.3 课程考核

课程考核以终结性评价为主，兼顾形成性考核评价。根据混合式教学实施过程，注重学生主动学习的过程和参与度，制定了“期末总评成绩=线上成绩（占比为30%）+期末考试成绩（占比为70%）”的考核机制。

线上学习成绩主要由考勤、随堂测试（抢答、主题讨论等）、授课视频的学习进度三部分成绩组成，平台已全程记录了学生平时的线上学习情况，待教师设定好各教学活动权重后，平台会自动计算出线上成绩。教师可在“统计”板块中查看所选课程班学生的综合完成情况、任务点完成情况、学生成绩分布、音视频观看详情、测验统计、讨论详情等。教学活动完成后，教师开启结课模式，学生在线学习的分数和次数不会再增加，此时可以导出成绩。